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INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGIA DEL MAR
EXTENSION GUAYANA
RIF: J-00066762-
SEGURIDAD INDUSTRIAL
PROTECCIÓN RADIOLÓGICA
INSTRUMENTOS UTILIZADOS PARA MEDIR RADIACIONES
GUILARTE ALEXAIDA
MÉNDEZ DIEGO
PETEQUÍN JOSÉ
ZWINSCHER ENAIDA
SAN FÉLIX, ENERO, 2014
CONTENIDO
Descripción………………………………………………………….…..… La necesidad de medir………………………………………………….... Instrumentos de medida………………………………………………..... Unidades de medidas…………………………………………………..… Magnitudes y unidades de medida de las radiaciones ionizantes….. Importancia………………………………………………………………. Norma de uso……………………………………………………………... Equipos de mediciones……………………………………………………
La medida de una misma magnitud física (una superficie) da lugar a dos cantidades distintas debido a que se han empleado distintas unidades de medida. Este ejemplo, nos pone de manifiesto la necesidad de establecer una única unidad de medida para una magnitud dada, de modo que la información sea comprendida por todo el mundo. Las radiaciones ionizantes no son una excepción a esta necesidad de medir. Por tanto es imprescindible definir magnitudes y establecer unidades únicas para cada una de dicha magnitudes. Instrumentos de medida Los humanos no disponemos de ningún órgano sensorial apropiado para detectar la radiación. Por ello, dependemos de algunos instrumentos para indicar la presencia de radiaciones ionizantes en el entorno. Detectores de cámara gaseosa El tipo más común de detector de radiaciones ionizantes es el detector de cámara gaseosa (figura 1). Este detector está basado precisamente en la capacidad de la radiación de formar iones al atravesar el aire u otro gas específico. Cuando se dispone un alto voltaje entre dos zonas de una cámara llena de gas, los iones positivos serán atraídos hacia el polo negativo del detector (el cátodo), y los electrones libres lo serán hacia el polo positivo (el ánodo). Si ambos electrodos se conectan a un instrumento de medida de la diferencia de potencial creada, aparecerá una señal tanto mayor cuanto mayor sea la dosis de radiación detectada por el instrumento. Este principio da lugar a la cámara de ionización, que puede detectar grandes cantidades de radiación, o al conocido detector de Geiger-Müller, que se utiliza para medir cantidades de radiación muy pequeñas.
Fig. 1.- Detector de cámara gaseosa Detectores de centelleo Otro tipo muy común de aparato detector de la radiación es el detector de yoduro sódico o contador de centelleo (figura 2). El principio básico del aparato es la utilización de un material que produce una pequeña cantidad de luz cuando la radiación incide sobre él. El más utilizado es el cristal de yoduro sódico. La luz producida por la radiación -centelleo- es reflejada a través de una ventana, y es amplificada inmediatamente por un instrumento llamado tubo fotomultiplicador. La primera parte de este está fabricada de otro material, llamado fotocátodo, que tiene la característica única de emitir electrones cuando un quanto de luz incide sobre su superficie. Estos electrones son transportados a través de una serie de placas, llamadas dinodos, mediante la aplicación de un elevado voltaje positivo. Cuando un electrón incide sobre un dinodo, se producen varios electrones, que se proyectan hacia el siguiente dinodo, donde vuelve a multiplicarse su número. Cuando los electrones abandonan el último dinodo de la serie, el pulso electrónico es miles de veces mayor que el original. Los electrones son entonces recogidos por el ánodo, que está conectado a un instrumento de medición calibrado. Este tipo de detectores son muy sensibles, y son utilizados fundamentalmente en el entorno de los laboratorios de experimentación.
Las magnitudes y sus correspondientes unidades más utilizadas para medir las radiaciones ionizantes y los compuestos radiactivos son: Magnitud Proceso físico medido Unidades S.I. Actividad Desintegración nuclear Becquerel (Bq) Dosis absorbida Energía depositada Gray (Gy) Dosis equivalente Efecto Biológico Sievert (Sv) Dosis efectiva Riesgos Sievert (Sv) Cada unidad tiene sus múltiplos y submúltiplos. En el sistema internacional (SI) los submúltiplos que más utilizaremos serán: mili(m) = 10
micro(μ) = 10
nano(n) = 10
Actividad radiactiva. Se mide en becquerelios (Bq), unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades, que equivale a una desintegración nuclear por segundo. Los becquerelios indican la velocidad de desintegración de una sustancia radiactiva. A mayor cantidad de becquerelios más rápidamente se desintegrará (mayor número de desintegraciones por segundo) y por tanto más “activa” sería la sustancia, la actividad (o los Bq) no nos da información sobre los posibles efectos que una fuente de radiación podría tener en nuestra salud. Una fuente de 100.000 millones de Bq puede ser totalmente inocua (si se encuentra blindada o lejos de nosotros) o puede causar un serio daño a nuestra salud (si por accidente la ingiriéramos). Para conocer las posibles consecuencias en la salud de una exposición a radiación ionizante, se necesita por tanto otro concepto que indique la cantidad de energía absorbida por los tejidos y permita cuantificar el daño biológico causado. En definitiva, es necesario conocer la "DOSIS" de radiación recibida.
Las radiaciones ionizantes interaccionan con la materia depositando en ella energía, produciendo ionizaciones y por tanto alteraciones en las moléculas de las células. El daño biológico producido por las radiaciones ionizantes está relacionado con la energía depositada por unidad de masa , que es la magnitud conocida como dosis absorbida. Como ya sabemos, la energía en el Sistema Internacional , se mide en julios (J) y la masa en Kilogramos (Kg), por tanto la dosis absorbida se medirá en J/Kg, unidad conocida con el nombre de Gray (Gy). IMPORTANCIA Pero el daño biológico producido por las radiaciones no sólo está en función de la energía depositada en un tejido u órgano, sino que también depende del tipo de radiación. No todas las radiaciones producen la misma densidad de ionización cuando atraviesan la materia viva. Por ejemplo, las partículas alfa producen mucha mayor densidad de ionización en la materia que atraviesan que los rayos gamma, para la misma dosis absorbida. Se sabe que las radiaciones que producen mayor densidad de ionización son más dañinas a igualdad de dosis. La Dosis Equivalente , es la magnitud utilizada para expresar la cantidad de energía depositada por unidad de masa (dosis absorbida) y el tipo de radiación que suministra dicha energía. Esta magnitud también se mide en J/Kg, pero recibe el nombre de Sievert (Sv). Por último, se sabe que el daño producido por las radiaciones ionizantes en un ser vivo, además de depender de la dosis absorbida y del tipo de radiación, también está influenciado por el tejido u órgano que ha sufrido la irradiación. Esto se debe a que no todos los tejidos de nuestro organismo son igual de sensibles a la radiación y por tanto no todos ellos contribuirán de igual forma al perjuicio que la exposición tendrá
En resumen, las magnitudes relacionadas con la dosis de radiación ionizante son: Dosis absorbida Energía depositada por unidad de masa Gray (Gy) (J/Kg) Dosis equivalente Dosis absorbida multiplicada por un factor de ponderación que tiene en cuenta el tipo de radiación ionizante que produce la exposición Sievert (Sv) (J/Kg) Dosis efectiva Sumatorio de dosis equivalente (en cada órgano/tejido) multiplicado por un factor de ponderación que tiene en cuenta la diferente sensibilidad de órganos y tejidos a la radiación ionizante Sievert (Sv) (J/Kg) Hay una magnitud que también va a influir en el efecto que produzca la radiación ionizante en nuestra salud: la Tasa de Dosis que indica la dosis de radiación recibida por unidad de tiempo. Se sabe que una misma dosis recibida durante un largo periodo de tiempo es menos nociva que si esa misma dosis se recibe en segundos o minutos. ¿Cómo se pueden medir las radiaciones ionizantes? Ninguno de nuestros sentidos es capaz de detectar las radiaciones ionizantes. Sin embargo, en la actualidad existe una gran variedad de instrumentos que permiten medir las radiaciones ionizantes: contadores de radiactividad y dosímetros. NORMA DE USO Un dosímetro es un instrumento que permite medir la dosis de radiación ionizante. Existen una gran variedad de dosímetros, por lo que es importante seleccionar el más adecuado en función de la utilización que esté prevista. Así, existen dosímetros personales o de área.
Los dosímetros personales se utilizan cuando es necesario medir la dosis recibida por una persona determinada. Existen distintos tipos de dosímetros personales: de solapa, de muñeca o anillo, utilizándose uno u otro dependiendo de la zona del cuerpo que pudiera recibir la irradiación. Los dosímetros de área se utilizan cuando no es necesario conocer la dosis recibida por una persona determinada, pero si es necesario conocer las dosis recibidas en lugares o puestos de trabajo. No todos los dosímetros utilizan el mismo método para medir las dosis de radiaciones ionizantes. Algunos de los instrumentos utilizados son:
- Dosímetro de pluma. (denominado así por su tamaño y forma): La carga eléctrica y el voltaje de un condensador se reducen con la radiación ionizante. La dosis recibida desde que se haya cargado puede leerse a partir de la posición de un hilo metálico en una escala del dispositivo. El valor mostrado se puede reiniciar a cero con una nueva recarga. Estos dosímetros pueden registrar radiación gamma y de rayos X, así como radiaciones beta.
- Dosímetro de película. La película utilizada se ennegrece en mayor o menor medida en función de la energía (radiación) que recibe. La placa en la que se pone la película cuenta con diferentes filtros destinados a ampliar la sensibilidad y para poder diferenciar radiaciones fuertes y débiles. Una vez que la radiación ha impresionado la película la medida se realiza comparando los tonos negros con otras películas sometidas a diferentes radiaciones (patrón).
- Dosímetro de termoluminiscencia (TLD). En determinados cristales la radiación de rayos X o de rayos gamma motiva cambios microscópicos, que
Imágenes Funcionamiento: Con batería Tipos de Mediciones con Densímetro Nuclear Retro- Transmisión: Es un modo rápido y no destructivo. La fuente de emisiones gamma y los detectores permanecen dentro del densímetro, colocado sobre la superficie del material analizar. Las emisiones gamma penetran en el material evaluado, las emisiones que son recibidas por los detectores son cuantificadas. La retro-transmisión es usada principalmente en capas delgadas, sean rocas, asfálticas o losas de concreto hidráulico. Transmisión directa: (Es la más riesgosa porque la fuente radiactiva sale del aparato.)En este modo de operación la fuente gamma se posiciona a una profundidad específica, dentro de la capa del material a evaluar, mediante su inserción a través de un orificio de acceso hecho con la varilla de perforación. Las emisiones gamma son transmitidas a través del material, hacia los detectores, dentro del densímetro. Este tipo de operación minimiza la incertidumbre ocasionada por las superficies rugosas y la composición química del material evaluado, determinando una elevada exactitud en las mediciones. La transmisión directa es utilizada para la evaluación en capas con
espesor de medio a grueso, de suelos, agregados, capas asfálticas losas de concreto hidráulico. Humedad: La medición de humedad es un ensayo no destructivo; la fuente de neutrones y el detector permanecen dentro del densímetro, sobre la superficie del material a analizar. Emisiones de neutrones, a alta velocidad, son introducidas en la capa evaluada y son detenidas parcialmente por sus colisiones contra los átomos de hidrógeno dentro del material. El detector de Helio en el densímetro cuenta la cantidad de neutrones termalizados (con velocidad disminuida); que correlaciona directamente con la cantidad de humedad en el material evaluado. Fuentes Radioactivas Americio 241: Usado para medir HUMEDAD Periodo de semidesintegración: 432 años Radiotoxicidad: Muy alta
- Toda persona que haya recibido capacitación sabrá que el operador de un densímetro estará expuesto a radiaciones.
- Toda persona que opere densímetros conforme lo estipule la ley, deberá usar dosímetro.
- Los operadores deberán usar el dosímetro siempre en la misma posición.( Presilla del cinturón, lado derecho)
- Cuando los operadores no estén utilizando los dosímetros, deberán guardarlo en el primer cajón del escritorio y con llave, asegurándose de que no esté expuesto a la radiación.
- En ningún caso el operador debe usar un dosímetro asignado a otra persona o prestar el suyo.
- En el caso que un operador pierda su dosímetro, deberá comunicarlo a su superior de inmediato.
- Los dosímetros deben ser utilizados por los operadores exclusivamente durante el desarrollo de las actividades que lo requieran, quedando prohibido exponer deliberadamente estos a radiaciones. Operación correcta con Densímetro Nuclear en terreno
- Antes de proceder a la operación, con el equipo radiactivo, se demarcará el área de trabajo con conos, letreros y el símbolo relacionado con el riesgo de la radiactividad.
- Solo el operador “autorizado” manipulará el equipo, permaneciendo en las proximidades sólo el personal autorizado y restringiendo el ingreso de personal ajeno a la operación.
- Primero se perforara y marcara el suelo y el perímetro de la placa de raspad para que, posteriormente, el operador baje el vástago procediendo a medir.
- Nunca debe bajarse el vástago sin que el equipo este completamente apoyado en el suelo y ubicado en la perforación.
- No se trabajara en zonas de vehículos o maquinarias en movimiento, coordinando los trabajos con la supervisión a fin de determinar, previamente, los accesos, rutas de circulación, zonas de medición y horarios.
- Verificar que las vías de circulación en el área de operación estén expeditas.
- Una vez finalizada la tarea se procederá a guardar y mantener en su caja de transporte, el equipo, retirar la señalización en el terreno. Geiger Müller Intensímetro o monitor que determina la exposición o tasa de dosis absorbida o equivalente. Es una cámara de ionización, contador proporcional Almacenamiento
- La bodega en que se almacenen los equipos está construida con un material sólido que asegure el control de la radiación al exterior.
- En caso que la bodega se ubique en una obra provisoria y, por tanto, los materiales requeridos para la construcción del recinto no se ajusten a lo señalado anteriormente, se deberá construir un recinto en hormigón y/o albañilería, provisto de un marco con una tapa metálica de protección con un sistema de cierre con porta candado, que lo asegure de terceras personas. Esta bodega puede estar ubicada al interior de otra construcción que puede ser de material liviano, pero deberá contar con un acceso independiente y exclusivo.
- Debe estar a lo menos cinco metros de los lugares de trabajo, permanecer cerrada, limpia, despejada y libre de humedad.
- Ergonómico, asa antifatiga con empuñadura sustituible, correa de muñeca y montaje en trípode
- Pantalla LCD con "flashing" programable y alarma acústica
- Puerta de portapilas fácilmente accesible (funciona con dos pilas alcalinas de 9V) en la parte externa de la parte inferior del mueble
- Disponible con respuesta de energía en dosis equivalente (unidades SI) CONCLUSIONES Como conclusión tenemos que un Densímetro Nuclear como equipo de medición de radiaciones siempre debe ser usado por un operador autorizado que tenga conocimientos tanto de su uso como de los riesgos que implica la manipulación de este aparato. Toda empresa debe contar con el compromiso de los altos mandos para establecer una política seguridad de acuerdo a la legislación vigente con el fin evitar accidentes radiológicos en su personal. Además el Técnico de Seguridad o Prevencionista debe velar por todas las medidas de seguridad del equipo, almacenamiento, mantenimiento y transporte del Densímetro Nuclear. Si una empresa cuenta con un operador autorizado y cumple con la normativa vigente estaría previniendo todo accidente radiológico que tiene como consecuencias daños a las personas al ambiente.
